BRAS（Broadband Remote Access Server，宽带远程接入服务器）指的是宽带远程接入服务器，是一种用于管理和控制带宽接入用户的网络设备。通常被安装在互联网服务提供商（Internet Service Provider）的核心节点，允许用户通过不同的接入方式（如DSL、光纤、卫星等）连接到网络，并提供认证、授权、计费、流量控制等功能，保证用户的网络连接质量和安全性。
BRAS是如何工作的
BRAS作为网络设备，允许用户通过本地计算机远程访问宽带网络资源。它是一种面向宽带网络应用的新型接入网关，也是宽带接入网与骨干网之间的桥梁，可以提供基本的接入手段和宽带接入网的管理功能，如下图所示。BRAS在接收到用户的连接请求后，会先对用户的报文进行处理，再接入骨干网，解决了传统网络缺乏用户认证和授权、不利于运营管理的问题。
BRAS设备作用示意图
BRAS设备的关键技术
BRAS设备主要完成两方面功能，一是网络承载功能：包括用户认证和授权、IP地址分配、数据流量控制、安全策略实施以及服务质量保证；二是控制实现功能：与认证系统、计费系统和客户管理系统及服务策略控制系统相配合实现用户接入的认证、计费和管理功能。
如图，BRAS设备主要包括五大功能组件：用户接入识别、连接管理、AAA与用户管理、地址分配与管理以及业务控制。
BRAS的五大功能组件
根据BRAS设备的五大功能组件，BRAS设备的业务处理基本流程如下图所示。
BRAS业务处理基本流程
在了解了BRAS是如何工作的之后，下面将从传统BRAS方案、vBRAS方案（也称云化BRAS方案）和iBRAS方案这三个方面来介绍BRAS设备部署方案的演进。
传统BRAS方案
传统BRAS分布式部署方案
如图，传统的BRAS设备采用分布式部署方案，是与服务器和用户端等周边系统形成全连接的模式。每个BRAS设备都要对周边设备对接集成，因此造成了部署效率慢、配置多、维护困难等问题。BRAS设备既具备管理会话的功能，也具备管理用户带宽的功能，用户从不同区域的BRAS设备上线，存在着资源分配不均、多Session、带宽空闲而导致资源浪费的问题。
传统BRAS分布式部署
传统BRAS面临挑战
随着家庭宽带用户数量的激增，4K高清、物联网等新业务的高速发展，传统的分布式BRAS部署方案面临着巨大挑战，具体的挑战和原因如下：
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资源利用率低
传统BRAS既作为用户接入认证计费的网关，又作为IP网络的三层边缘，控制平面和转发平面紧耦合在一起，导致在性能处理上互相影响，无法充分发挥控制面和转发面的性能极限。 -
管理维护复杂
由于传统BRAS设备数量众多，网络在部署一个全局业务策略时，需要逐一配置每台设备。随着网络规模的扩大和新业务的引入，这种配置模式很难实现对业务的高效管理和对故障的快速排除。 -
业务开通缓慢
控制平面和数据平面深度耦合，以及分布式的网络控制机制，导致任何一个新技术的引入都严重依赖现网设备。多个设备同步更新，使得新技术的部署周期较长，严重制约网络的演进发展。
为了能够加速业务上线、提升资源利用率以及简化运维，vBRAS方案与iBRAS方案应运而生。
vBRAS方案
转控分离的vBRAS架构
vBRAS也称为虚拟宽带远程接入服务器，vBRAS架构是一种基于虚拟化技术的宽带远程接入服务器架构。它将传统的硬件BRAS功能虚拟化，实现了网络功能的软件化，从而提高了网络的灵活性和可扩展性。
为了能够提升资源利用率和简化运维，核心网进行了控制和转发分离的演进，从而实现灵活、可扩展的网络架构，提高网络性能和效率。BRAS设备在宽带接入网中担任着重要角色，包括控制和管理用户的接入以及转发用户数据，其地位相当于宽带接入网中的核心。控制和转发在BRAS设备中是两个不同的处理过程，控制处理需要对用户进行认证、计费、限速等操作，而转发处理则负责转发用户数据。因此，为了提高BRAS设备的性能和可靠性，将控制面和转发面进行了分离，形成了转控分离的vBRAS架构。
在BRAS设备中进行转控分离的解耦方法是用不同的硬件设备处理控制和转发，便于分别对不同的处理过程进行优化和扩展，提高系统的稳定性和性能，同时也方便网络管理员对系统进行管理和维护。下图演示了vBRAS的控制面和转发面是如何进行解耦的。
vBRAS转控分离架构示意图
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控制平面（CP，Control Plane）
在CU分离的架构中，将多台BRAS设备上的用户管理功能抽取出来并且集中，形成控制面CP。控制面（vBRAS-CP）定位为用户控制管理部件，主要包含：用户接入控制（ACC）、用户管理（UCM）、认证授权计费（AAA）、地址管理（AM）、UP管理（UPM）等功能模块。 -
转发平面（UP，User Plane）
在CU分离的架构中，保留路由器的控制面以及BRAS设备的转发面，形成转发面。转发面（vBRAS-UP）定位为三层网络边缘及用户策略执行部件，主要包含流量转发、QoS、流量统计等纯转发面功能，以及动态路由协议等管道类控制平面功能。
华为提供的基于转控分离的vBRAS架构，包含BRAS设备的控制平面网元vBRAS-CP和BRAS的转发平面网元vBRAS-UP两个角色共同完成BRAS功能。部署场景如下，vBRAS-CP部署在核心DC，vBRAS-UP部署在传统汇聚机房。控制平面以云的方式集中部署，充分利用云的强计算能力，单机架后续可管理千万级用户；分布式部署的转发平面采用高性能硬件，处理大带宽低时延业务，单机架转发能力可达Tbps。
vBRAS转控分离部署场景
vBRAS方案
基于控制转发分离的云化架构vBRAS方案，充分借鉴了SDN技术的集中管控思想和NFV的设备云化的思路，在保留BRAS设备高转发性能的同时，将计算密集型的BRAS设备用户管理功能云化和集中化，同时满足了当前现网的功能、性能和可维护性、新业务快速上线等需求。
vBRAS方案是遵循NFV架构（NFV全称为Network Function Virtulization网络功能虚拟化，是一种将传统的网络功能设备虚拟化为软件模块运行在通用硬件上的网络架构），将传统BRAS网元功能云化后的实现方案。vBRAS方案主打CU分离虚实共管方案，其使用了前文提到的转控分离的vBRAS架构。CU分离架构是面向全面云化时代的成本最优演进路线。
如图，在这个方案中，BRAS功能（例如AAA、DHCP、RADIUS等）及CP控制平面，使用虚拟通用服务器加软件来实现；而UP转发平面使用物理BRAS设备或者通用服务器加软件来实现，物理BRAS设备以保证大流量低时延转发，而虚拟通用服务器和软件用以实现大Session小流量业务。vBRAS方案不仅仅是将物理BRAS功能的虚拟化，并且云化后还可以灵活调度虚拟化的计算、存储、网络资源，将IT能力服务化，按需使用。除此之外，vBRAS方案还可以做全业务承载，包括HSI、IPTV、VoIP、IMTS等，因此这种方案适用于大流量多业务应用。
vBRAS方案组网图
iBRAS方案
iBRAS解决方案架构
网络流量呈现爆炸式的增长，使得运营商对网络优化、差异化服务的需求越来越强烈。华为iBRAS解决方案（Intelligent Broadband Engine Solution）可以帮助运营商实现精细化运营。
iBRAS方案是一款集流量管理、应用加速、流量经营、流量镜像、流日志、体验运维、营销应用、信息推送等诸多功能于一体的解决方案，它利用多项专利业务感知技术，通过高性能的硬件平台实现网络数据报文的分析和处理，并辅助提供智能的、灵活的业务控制手段，可以在固网、无线网络及融合网络中实现流量分析、带宽管理及网络安全防护等多种功能。
iBRAS方案主要包括前台和VBP后台两部分，前台主要实现流量监控、策略执行和应用，以及上报统计数据，而后台主要完成策略配置、报表统计等功能。
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前台
由BRAS设备或SR设备上插入的SA （Service Awareness，业务感知）单板实现。通过部署SA板卡到现网BRAS中，深入探析网络及应用指标，在此基础上，建立指标体系，并对应用、质差、问题定界、潜客等进行业务建模，提供上网质量分析、单用户质量查询、潜客识别及VIP体验保障等功能特性，支撑质差整治闭环和精准营销。 -
后台
由在BRAS设备上接入VBP（Versatile Business Platform，多功能业务平台）实现。VBP后台是iBRAS系统的核心组成部分，可以提供全面的设备管理和监控功能，包括设备管理、用户管理、流量管理、安全管理和日志管理。
iBRAS解决方案架构示意图
BRAS方案对比
在了解了BRAS的三种实现方案后，下表更直观地展示了每一种方案的特点。基于传统BRAS方案所延伸出的vBRAS方案与iBRAS方案，可以适配大流量多业务的使用场景，并且可以赋予运营商网络提供差异化服务和精细化运营的能力。
表1-1 BRAS实现方案对比
| 实现方案 | 部署模式 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 传统BRAS方案 | 分布式部署方案 | 1.BRAS设备同时承载用户上线和带宽管理的功能 2.部署效率慢、配置多、维护困难等问题 | 适用于流量较小的单一业务场景 |
| vBRAS方案 | CU分离虚实共管方案 | 1.CP控制平面采用集中式部署方案上云 2.UP转发平面采用分布式部署方案同时使用物理BRAS设备和虚拟BRAS增加转发效率 3.功能云化和集中化，同时满足了当前现网的功能、性能和可维护性、新业务快速上线等需求 | 适用于大流量多业务场景 |
| iBRAS方案 | 结合插入SA卡的BRAS前台和VBP后台 | 1.iBRAS前台主要实现流量监控、策略执行和应用，以及上报统计数据 2.后台主要完成策略配置、报表统计等功能 3.通过高性能的硬件平台和多种业务感知技术实现流量分析等功能。 | 适用于对差异化服务和精细化运营有高要求的运营商网络 |
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